宿主細胞蛋白(host cell protein, HCP)是指生物藥中來自生產細胞系的宿主細胞的蛋白成分，主要包括宿主細胞分泌的蛋白以及細胞凋亡、代謝產生的部分結構蛋白。作為生物藥生產過程中的殘留雜質，HCP是具有多種生理化學和免疫學特性的復雜混合物，可能在人體內引發(fā)免疫反應，如：發(fā)熱、水腫，甚至休克等。人體的免疫應答性質和效果，會受到HCP的濃度、數量和個體免疫系統(tǒng)差異影響而不同。此外，某些HCP還可以充當佐劑來增強生物藥產品的免疫反應。因此，建立合適的HCP殘留量檢測方法將有助于監(jiān)測生產工藝，確保生物藥的質量和安全。

國際人用藥品注冊技術協(xié)調會(ICH)、美國食品藥品監(jiān)督管理局 (U.S. FDA)、歐洲藥品管理局 (EMA) 和其他國家的監(jiān)管機構都有關于 HCP 監(jiān)測的指南，普遍認為需要采用敏感且經過驗證的有效方法來監(jiān)控殘留的HCP，通常為1至100ng/ml。

典型的單抗不同純化階段HCP濃度變化情況

 MABS 2017, VOL. 9, NO. 4, 654–663

工藝中的HCP的監(jiān)控和產品放行，雙抗夾心酶聯(lián)免疫法（ELISA）一直被用作HCP檢測的金標準。這主要是因為ELISA可以在mg/ml級別的產品蛋白中有效地檢測ng/ml級別的HCP殘留，并且ELISA方法成熟，可操作性強，是經典的免疫學檢測方法。

HCP ELISA的原理是先將HCP抗體包被酶標板，孵育待測樣品，通過HCP抗體捕獲和富集樣品中的HCP，再加入與包被酶標板的抗體種屬不同的，酶聯(lián)報告基團的HCP抗體，結合已被富集的HCP，通過底物顯色或熒光的方式，最終定量計算HCP。

丹納赫生命科學旗下美谷分子儀器(MD)擁有各類不同功能的酶標儀，適用于檢測不同信號的ELISA實驗。特別是SpectraMax i3x多功能酶標儀具有光吸收、熒光、化學發(fā)光和FRET檢測功能，兼容客戶端模塊化升級功能，可以根據需要任何時間隨意升級至熒光偏振FP、HTRF、AlphaScreen、Western Blot、細胞成像和帶有注射器模式下的快速動力學檢測。

MD的SpectraMax i3x多功能酶標儀

由于需要檢測HCP的工藝步驟多，ELISA的操作流程繁多，有大量的移液和清洗步驟，靠人工操作，難免會出現(xiàn)移液體積不準、漏加等人工操作誤差導致的信號弱或者過飽和，以及標準曲線線性不佳、污染等問題。丹納赫生命科學擁有貝克曼庫爾特自動化工作站搭配MD酶標儀的整合方案，可以自動化地對樣本進行高通量的ELISA操作，大大避免實驗誤差及重復的人工勞動。

貝克曼庫爾特自動化工作站進行ELISA實驗流程

自動化工作站進行ELISA實驗的結果

但ELISA檢測HCP不能從結果中得知樣品中有哪些HCP，或者用于ELISA檢測的抗體與哪些HCP發(fā)生了免疫反應，而且HCP的組成與豐度在生產的各個階段與最終產品都各自不同，因此需要采用正交方法進行相互驗證，互為補充。LC/MS方法可對生物治療性蛋白質樣品中的HCP進行鑒定和定量。

有文獻采用SCIEX 的高分辨質譜儀結合高效液相色譜儀，開發(fā)了基于一維UHPLC-MS檢測HCP的方法。在上游細胞上清液收獲階段，采用數據依賴性采集模式進行較高濃度的HCP檢測，可以鑒定到上千個蛋白，建立數據庫，同時可以得到HCP特異性肽段的離子對信息；在下游純化階段對較低濃度的HCP采用數據非依賴性SWATH的采集模式，可以獲得低濃度HCP的定量信息，同時還可以根據HCP的特異性肽段的離子對信息，追蹤特異性HCP在不同純化階段的濃度變化情況。

1D UHPLC-MS HCP檢測流程

 MABS 2017, VOL. 9, NO. 4, 654–663

SCIEX TripleTOF^TM系列高分辨質譜系統(tǒng)                       SCIEX  X500 系列高分辨質譜

該方法不但能對未知HCP進行鑒定，還能同時進行多種HCP的檢測，通量可達20個樣本/天，采用48種已知蛋白作為標準品進行靈敏度定量測試，檢出限可達7.56-0.5ppm。

HCP LC-MS與ELISA結合使用，可降低HCP監(jiān)督的風險并提供有關HCP特性的有價值信息，以指導下游工藝的開發(fā)。